Page 5 - rendiconti_online_1_2008

ALESSANDRONI
Rend. online SGI, 1 (2008), Note Brevi, www.socgeol.it, 12-14, 4 figg.
Un nuovo approccio metodologico per l’analisi quantitativa
della fratturazione in rocce stratificate
(Formazione Bolognano, Montagna della Maiella, Abruzzo)
M. ALESSANDRONI (*), F. AGOSTA (*) & E. TONDI (*)
ABSTRACT
Fracture analysis in layered rocks: an example of a new
methodological approach from the carbonate grainstones of the
Bolognano Fm. (Maiella Mountain, Italy).
Systematic fracture analysis is generally used to quantify brit-
tle deformation in faulted and fractured rocks. Generally, the tec-
tonics features are distinguished in slip surfaces, and fractures
(sensu latu), respectively. All data collected are successively elabo-
rated and plotted to obtain: i) statistical distribution laws of their
spacing and length, and ii) average values of their measured
characteristics. In order to implement this methodology, we con-
ducted a statistical analysis of different sets of stylolites, joints,
and sheared stylolites and joints pertaining to pristine and faulted
carbonate grainstones of the northern Maiella Mountain, central
Italy. The results of this work show: i) the formation of early stylo-
lites, is not controlled by any larger tectonic feature but only by the borati considerando due domini ben distinti: 1) roccia
mechanical control of bedding; ii) fault-related structures and
joints, are strongly affected by linkage processes during fault devel-
opment. Moreover, our data suggest that joints and sheared joints,
the last formed structures, were generated within an already frac-
tured and fragmented media.
Le analisi sistematiche della fratturazione sono co-
munemente finalizzate a quantificare la deformazione
fragile in litologie fratturate e fagliate (si veda per esem-
pio MARCHEGIANI et alii, 2006). Generalmente le struttu-
re rilevate sono distinte in due principali categorie, faglie
e fratture, ed i dati relativi alle caratteristiche misurate
vengono poi elaborati per ricavarne leggi di distribuzione
statistica e valori medi. In particolare, per caratterizzare
la spaziatura vengono considerate tutte le strutture rile-
vate, mentre per quanto riguarda la lunghezza la diffe-
renziazione tra faglie e fratture viene mantenuta. Recen-
temente DE JOUSSINEAUX & AYDIN (2007), a seguito di
un’analisi qualitativa preliminare volta a discernere le
fratture, hanno implementato questa metodologia distin-
guendo nell’acquisizione e nell’elaborazione dati le varie
generazioni di joints rilevati. In questo lavoro, proponia-
mo un’ulteriore grado di dettaglio nell’applicazione di
questa metodologia distinguendo tra i vari set di stiloliti,
stiloliti andati in taglio (sheared), joints/vene e joints/vene
andati in taglio (sheared) presenti all’interno di zone di
faglia oblique, con componente verticale normale, nelle
calcareniti della Formazione Bolognano, Montagna della
Maiella (Abruzzo). Ciascun set di ogni tipologia di frattu-
(*) Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Camerino,
Via Gentile III da Varano - 62032 Camerino (MC), Italy.
Alessandroni Mauro: Tel. 0737/402619; Fax 0737/402644;
mauro.alessandroni@unicam.it
ra è stata considerata come un singolo elemento struttu-
rale, cioè un prodotto della deformazione geneticamente
e temporalmente distinto dagli altri. Questi sono stati
così raggruppati in tre diversi assemblaggi deformativi:
(1) overburden, dovuto al carico litostatico, dove si ha la
formazione di stiloliti parallele alla stratificazione (PS1,
fig. 1a); (2) thrusting and folding, con la genesi di 2 set di
stiloliti perpendicolari agli strati (PS2a e PS2b) e di un
set obliquo (PS3) che localizza nei quadranti contrazio-
nali delle PS1 andate in taglio durante il piegamento (fig.
1a); (3) faulting, che porta alla formazione di stiloliti
(PS4 e PS5) e joints alle terminazioni delle pre-esistenti
strutture andate in taglio (fig. 1b & c), e di slip surfaces
derivanti dal collegamento di più elementi. A seguito di
questa fase preliminare, è seguita l’analisi quantitativa
della spaziatura e lunghezza dei suddetti elementi trami-
te metodologie di scan lines. I dati raccolti sono stati ela-
non interessata da faglie (host rock), che include gli ele-
menti strutturali relativi agli assemblaggi di overburden e
thrusting and folding; 2) roccia fratturata e fagliata (fault-
related rock) contenente sia gli elementi strutturali pre-
esistenti (vedi punto 1) che quelli connessi ai processi di
fagliazione. I risultati di questa analisi sono di seguito
elencati:
i) lo spessore degli strati ha controllato la spaziatura
delle stiloliti perpendicolari alla stratificazione (PS2a e
PS2b). Tale fattore di controllo non sembra aver giocato
nessun ruolo nella spaziatura degli altri elementi struttu-
rali più recenti (fig. 2 a,b,c,d,e,f).
ii) in entrambi i domini, la distribuzione cumulativa
della spaziatura delle stiloliti formatisi durante le fasi
di thrusting and folding è di tipo negativo-esponenziale
(o random, GILLESPIE et alii, 1993). Questo indica che
la loro formazione non è stata controllata da strutture
gerarchicamente superiori quali faglie (fig. 3 a,b).
iii) anche la distribuzione cumulativa delle lunghezze
evidenzia come gli elementi strutturali dell’hostrock siano
stati fortemente condizionati dallo spessore degli strati.
Al contrario, nel dominio fault-related rock le lunghezze
degli stessi elementi indica la predominanza dei processi
di linkage associati al taglio (fig. 3 c,d).
iv) rispetto all’host rock, dove la classe di lunghezza
più rappresentativa ha valore pari allo spessore degli
strati, mentre nel fault-related rock la classe più frequente
ha valori pari a circa 1/5-1/3 rispetto allo spessore degli
strati, a causa del contributo dei joints di ultima genera-
zione (fig. 4).